劉桂泉 歐陽可活

摘要：渤海環(huán)保船主推進(jìn)系統(tǒng)為每船四臺(tái)主機(jī)雙調(diào)距槳模式。設(shè)三個(gè)控制站對推進(jìn)系統(tǒng)進(jìn)行控制，在每個(gè)控制站均能有效地操縱主推進(jìn)裝置。還設(shè)組合操縱系統(tǒng)（Joystick），當(dāng)采用組合操縱形式時(shí)，在駕駛室后臺(tái)用單手柄對左右主推進(jìn)裝置、艏艉側(cè)推及舵進(jìn)行聯(lián)合控制。

關(guān)鍵詞：環(huán)保船；主推進(jìn)系統(tǒng)；控制

The Design of Main Propulsion system of Bohai Sea Green Ship

LIU Guiquan,OUYANG Kehuo

( Guangzhou Diesel Engine Factory Co., Ltd. Guangzhou 510371 )

Abstract: The main propulsion system of Bohai Sea green ship consist of four main engines and dual propeller.There are three control stations in the ship for controlling the propulsion system. At any control station, it is possible to effectively control the main propulsion unit. And in this ship, a combined control system (Joystick) is installed. In case of the combined control mode, the combination control is executed on the left and right propulsion units, bow and stern thrusters and the rudder with the single handle at the back stage of the navigation bridge.

Key words: Green Ship;Main propulsion system;Control

1概述

“海洋石油252”和“海洋石油253”是我國首批專業(yè)溢油應(yīng)急環(huán)保船，是海上石油勘探開發(fā)過程中環(huán)境保護(hù)的專用船舶，用于接收海上石油勘探、開采過程中的測試井液、污油水，具有海面溢油回收作業(yè)功能和海面油污消除能力并具備對外消防滅火作業(yè)能力，被譽(yù)為“海上的溢油應(yīng)急指揮中心”。該船船東首次在同類船舶“主推進(jìn)動(dòng)力系統(tǒng)”選用國產(chǎn)設(shè)備，打破了中海油以往一概選用進(jìn)口設(shè)備的慣例，代表國內(nèi)溢油回收工程船最先進(jìn)的技術(shù)水平。

2主推進(jìn)裝置系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

本船設(shè)四主機(jī)、高彈性聯(lián)軸器、雙齒輪箱、雙推進(jìn)軸系及可調(diào)槳（帶導(dǎo)管）、軸帶發(fā)電機(jī)，其總體布置參見圖1：渤海環(huán)保船主推進(jìn)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)圖。

主推進(jìn)裝置還包含集控臺(tái)、舵機(jī)、操舵系統(tǒng)、艏艉側(cè)推裝置及組合操縱系統(tǒng)（Joystick）等。

2.1渤海環(huán)保船主推進(jìn)裝置系統(tǒng)控制

本船設(shè)三個(gè)控制站對推進(jìn)系統(tǒng)進(jìn)行控制，分別是駕駛室（前、后駕控臺(tái)）、機(jī)艙集控室和機(jī)旁。在每個(gè)控制站均能有效地操縱主推進(jìn)裝置，設(shè)有有效的各控制站聯(lián)鎖機(jī)構(gòu)，在任何時(shí)候，只能在一個(gè)控制站有效地進(jìn)行操縱，各控制站的控制權(quán)均能方便地轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換時(shí)滿足機(jī)旁優(yōu)于集控室，集控室優(yōu)于駕駛室的優(yōu)先轉(zhuǎn)換原則。在駕駛室控制站，設(shè)有前、后兩個(gè)控制臺(tái)，兩個(gè)控制臺(tái)之間其相應(yīng)的控制系統(tǒng)控制權(quán)也能相互轉(zhuǎn)換。

主推進(jìn)裝置操縱系統(tǒng)包括主機(jī)操縱系統(tǒng)、可調(diào)槳操縱系統(tǒng)、齒輪箱操縱系統(tǒng)、主推進(jìn)裝置遙控及監(jiān)測保護(hù)系統(tǒng)，監(jiān)測系統(tǒng)示意圖請見圖2。

2.2主機(jī)適應(yīng)性改進(jìn)

環(huán)保船主機(jī)選用我公司的8230ZC型柴油機(jī)，船東熟悉使用進(jìn)口柴油機(jī)，8230ZC是其首次選用的國產(chǎn)柴油機(jī)。

主機(jī)的配置按船東要求進(jìn)行選型，根據(jù)招標(biāo)技術(shù)規(guī)格書要求，柴油機(jī)進(jìn)行了適應(yīng)性改進(jìn)設(shè)計(jì)，燃油、滑油、冷卻水、起動(dòng)空氣、控制系統(tǒng)都要作相應(yīng)的改進(jìn)。

1）增加機(jī)旁控制箱：主機(jī)運(yùn)行參數(shù)均采用信號(hào)變送，液晶屏集中顯示，并將所有參數(shù)通過RS485通訊至集控臺(tái)監(jiān)測系統(tǒng)；在機(jī)旁具有主機(jī)啟動(dòng)、停車、緊急停車、啟動(dòng)聯(lián)鎖、消防泵和主推離合器聯(lián)鎖、主機(jī)調(diào)速、離合器手動(dòng)接脫排、雙機(jī)手動(dòng)并機(jī)運(yùn)行等功能；

2）主機(jī)調(diào)速器改用電子調(diào)速器，滿足兩臺(tái)主機(jī)并車轉(zhuǎn)速同步、負(fù)荷平衡，滿足軸帶發(fā)電機(jī)之間并車運(yùn)行及軸帶發(fā)電機(jī)與柴油發(fā)電機(jī)組短時(shí)并車負(fù)荷轉(zhuǎn)移的運(yùn)行要求；

3）冷卻水系統(tǒng)：增大機(jī)帶低溫水泵的流量，滿足主機(jī)本身冷卻水量的同時(shí)，還滿足中間軸承和減速齒輪箱冷卻器用水需求；

4）增加主機(jī)燃油總拉桿負(fù)荷位置反饋，可通訊到機(jī)旁控制箱和集控臺(tái)監(jiān)測系統(tǒng)。

5) 優(yōu)化前端輸出軸及聯(lián)軸器的設(shè)計(jì)，采用圓錐面過盈連接的結(jié)構(gòu)型式；

6）優(yōu)化軸系扭振性能，采用板簧扭振減振器；

7）將彈性齒輪改為剛性齒輪，零件數(shù)量大幅度減少，降低前端的故障率。

3調(diào)試與試航

系泊與航行試驗(yàn)按照設(shè)計(jì)院出的《系泊與航行試驗(yàn)大綱》進(jìn)行，各項(xiàng)工況和參數(shù)都達(dá)到設(shè)計(jì)要求，船檢和船東都比較滿意。

3.1主推進(jìn)系統(tǒng)的試驗(yàn)

1）壓縮空氣起動(dòng)試驗(yàn)：兩只主機(jī)起動(dòng)空氣瓶的壓力達(dá)到額定工作壓力3.0Mpa。在中途不充氣的情況下，主機(jī)能從冷機(jī)狀態(tài)連續(xù)起動(dòng)不少于3次。記錄每次啟動(dòng)的壓力降及最低啟動(dòng)壓力。

2）主機(jī)滑油、冷卻水的溫度、壓力等聲、光報(bào)警裝置和超速保護(hù)器進(jìn)行模擬效用試驗(yàn)，報(bào)警動(dòng)作準(zhǔn)確可靠，安全保護(hù)功能進(jìn)行實(shí)機(jī)試驗(yàn)，保護(hù)動(dòng)作準(zhǔn)確可靠。

3）在機(jī)旁控制操縱試驗(yàn)合格后，在集控臺(tái)上進(jìn)行主機(jī)起動(dòng)、調(diào)速、停車、緊急停車等操縱效用試驗(yàn)各3次，主機(jī)動(dòng)作按程序正確無誤。

4）在駕駛臺(tái)進(jìn)行對主機(jī)的調(diào)速、恒速、緊停、越控試驗(yàn)，各控制功能均正確無誤，并進(jìn)行駕駛臺(tái)遙控機(jī)艙集控室操縱及機(jī)旁控制站操縱的轉(zhuǎn)換試驗(yàn)。檢查各操縱站之間的聯(lián)鎖裝置功能，正常。

5）為主機(jī)服務(wù)的設(shè)備的檢測、故障報(bào)警、安全保護(hù)、數(shù)據(jù)記錄和處理等裝置，作調(diào)試、校正和效用試驗(yàn)。

6）主機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)試驗(yàn)。

7）檢查機(jī)旁控制站,集控臺(tái)相應(yīng)監(jiān)測儀表讀數(shù)一致性。

8）操縱減速齒輪箱分別與左、右兩機(jī)合上與脫離試驗(yàn)3次,檢查其工作可靠性,并記錄離合器的壓力、溫度數(shù)值。

9）檢查軸系的運(yùn)轉(zhuǎn)情況，軸系工作時(shí)，不應(yīng)有異常的振動(dòng)及過熱現(xiàn)象：尾軸前軸承溫度應(yīng)低于65℃，同時(shí)檢查尾軸管的潤滑油密封情況。

10）進(jìn)行調(diào)距槳應(yīng)急伺服泵與從正到負(fù)，再到正的調(diào)距試驗(yàn)3次并記錄每次調(diào)距時(shí)間。槳葉工作穩(wěn)定性檢查，螺距角為0時(shí)的波動(dòng)值（±0.50）,檢查螺距角指示器準(zhǔn)確性，實(shí)際螺距與駕駛室及機(jī)艙螺距角指示器不大于1。

11）手動(dòng)泵應(yīng)急調(diào)距效用試驗(yàn)3次應(yīng)靈敏有效。12）調(diào)距槳液壓系統(tǒng)壓力穩(wěn)定,無泄漏。

13）雙機(jī)并車：先以左機(jī)作為主動(dòng)機(jī)接排，右機(jī)作為從動(dòng)機(jī)并車，操作分控、聯(lián)控、調(diào)速/恒速、接/脫排功能；完成后再以右機(jī)作主動(dòng)機(jī)、左機(jī)作從動(dòng)機(jī)重復(fù)試驗(yàn)，船舶在正常情況下都是雙機(jī)并車作主動(dòng)力推進(jìn)。

3.2我公司主動(dòng)配合船舶建造和試航的進(jìn)度要求，及時(shí)進(jìn)行設(shè)計(jì)驗(yàn)證

環(huán)保船的建造和試航進(jìn)度要求計(jì)劃性較強(qiáng)，早在船舶建造前，各項(xiàng)工作的時(shí)間節(jié)點(diǎn)已明確，實(shí)施過程雖然遇到一些波折，但船東不輕易推遲進(jìn)度要求。由于主機(jī)及相關(guān)設(shè)備采用了許多新選型的配置，有些未經(jīng)臺(tái)架試驗(yàn)，需在船上進(jìn)行驗(yàn)證。結(jié)果絕大部分的配置一次通過驗(yàn)證，仍然不足的也已經(jīng)在調(diào)試與試航期間作出調(diào)整或整改。

在試驗(yàn)雙機(jī)并車時(shí)，經(jīng)過反復(fù)試驗(yàn)，我們驗(yàn)證了一個(gè)問題：雙機(jī)在怠速并車后，加速到額定轉(zhuǎn)速有時(shí)會(huì)出現(xiàn)飛車現(xiàn)象。原因?yàn)殡p機(jī)并車要求兩臺(tái)主機(jī)的轉(zhuǎn)速接近同步，理論上是可行的，但在加速過程中，兩臺(tái)主機(jī)總會(huì)有差別，所以在加速過程中調(diào)速器互相拉油，引起飛車，最后確定在額定轉(zhuǎn)速再進(jìn)行并車，避免了該問題發(fā)生。

4結(jié)論

2010年7月交船后，巧遇大連海域漏油事故，環(huán)保船“海洋石油252”和“海洋石油253”臨危受命，為大連海域清理漏油做出巨大貢獻(xiàn)。從環(huán)保船交船至今一年多的運(yùn)行情況證實(shí)：渤海環(huán)保船主推進(jìn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)完全滿足項(xiàng)目設(shè)計(jì)要求。

參考文獻(xiàn)

[1]張有萱等編. 船用柴油機(jī)設(shè)計(jì)手冊: 國防工業(yè)出版社, 1979.6

[2]中國船級(jí)社. 2006版鋼質(zhì)海船入級(jí)規(guī)范

[3]中國船舶工業(yè)總公司編. 船舶設(shè)計(jì)實(shí)用手冊. 輪機(jī)分冊: 國防工業(yè)出版社, 1999. 10